Bovine Serum คืออะไร?
ในการเพาะเลี้ยงเซลล์ การเลือกเซรั่มที่เหมาะสมถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับความสำเร็จของการทดลองของคุณ เซรั่มวัว ซึ่งได้มาจากส่วนของเหลวของเลือดวัวในบ้าน ให้สารอาหารที่จำเป็น ปัจจัยการเจริญเติบโต และโปรตีนที่จำเป็นต่อการดำรงอยู่ การเจริญเติบโต และการเจริญเติบโตของเซลล์ในหลอดทดลอง เซรั่มวัวเป็นส่วนประกอบสำคัญในอาหารเลี้ยงเซลล์ซึ่งเต็มไปด้วยฮอร์โมน ไขมัน และปัจจัยการเจริญเติบโต เซรั่มวัวเป็นผลพลอยได้จากอุตสาหกรรมเนื้อสัตว์ ซึ่งรวบรวมมาในระหว่างการฆ่าวัว เลือดที่ใช้ในการสร้างเซรั่มนี้สามารถหาได้จากช่วงต่างๆ ของชีวิตวัว ส่งผลให้ได้เซรั่มวัวหลายประเภท:
- ซีรั่มลูกโค (FBS): มาจากตัวอ่อนโคที่ยังไม่เกิด
- เซรั่มลูกวัวแรกเกิด:มาจากลูกวัวอายุไม่เกิน 20 วัน.
- เซรั่มลูกวัว:เก็บจากลูกโคอายุระหว่าง 20 วันถึง 12 เดือน
- เซรั่มโคโตเต็มวัย:ได้จากวัวที่มีอายุมากกว่า 12 เดือน
ซีรั่มวัวแต่ละประเภทมีข้อแตกต่างกันหรือไม่?
ซีรั่มจากโคไม่ใช่ทุกชนิดจะเหมือนกัน ประเภทของซีรั่มจากโคส่งผลต่อองค์ประกอบของซีรั่ม โดยเฉพาะระดับของปัจจัยการเจริญเติบโต โปรตีน และแอนติบอดี ซึ่งส่งผลต่อความเหมาะสมในการใช้งานเพาะเลี้ยงเซลล์ที่แตกต่างกัน ต่อไปนี้คือรายละเอียด:
| ชนิดของเซรั่มวัว | แหล่ง | ลักษณะสำคัญ |
| เซรั่มวัวของทารกในครรภ์ | จากเลือดของลูกโคที่ยังไม่เกิด | เนื้อหาปัจจัยการเจริญเติบโตสูง:FBS อุดมไปด้วยปัจจัยการเจริญเติบโต ซึ่งทำให้มีประสิทธิภาพสูงในการส่งเสริมการเจริญเติบโตและการแพร่กระจายของเซลล์ ระดับแอนติบอดีต่ำเนื่องจากระบบภูมิคุ้มกันของทารกในครรภ์ยังไม่พัฒนาเต็มที่ FBS จึงมีระดับแอนติบอดีต่ำลง ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงต่อปฏิกิริยาภูมิคุ้มกันในเซลล์เพาะเลี้ยง ความหลากหลายในการทำอาหาร: :FBS ถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในเซลล์หลายประเภท และถือเป็นมาตรฐานทองคำในการเพาะเลี้ยงเซลล์ |
| เซรั่มลูกวัวแรกเกิด | จากลูกวัวอายุน้อยกว่า 20 วัน | เนื้อหาปัจจัยการเจริญเติบโตปานกลาง:เซรั่มลูกวัวแรกเกิดมีปัจจัยการเจริญเติบโตในระดับที่เหมาะสม แม้จะต่ำกว่าปัจจัยที่พบใน FBS โดยทั่วไปก็ตาม ระดับแอนติบอดีเพิ่มขึ้นเมื่อลูกวัวเริ่มพัฒนาระบบภูมิคุ้มกัน ซีรั่มจะมีระดับแอนติบอดีที่สูงกว่าเมื่อเทียบกับ FBS การใช้งานเฉพาะ:เซรั่มนี้อาจใช้ในการเพาะเลี้ยงเซลล์เฉพาะทางหรือในกรณีที่ไม่จำเป็นต้องใช้ FBS |
| เซรั่มลูกวัว | จากลูกวัวที่มีอายุระหว่าง 20 วันถึง 12 เดือน | เนื้อหาปัจจัยการเจริญเติบโตที่ต่ำ:ระดับปัจจัยการเจริญเติบโตในซีรั่มลูกวัวจะต่ำกว่าใน FBS ซึ่งทำให้มีประสิทธิภาพน้อยลงในการสนับสนุนการแพร่กระจายของเซลล์ ระดับแอนติบอดีที่สูงขึ้น:เมื่อลูกวัวอายุมากขึ้น ระบบภูมิคุ้มกันของลูกวัวจะผลิตแอนติบอดีซึ่งมีอยู่ในซีรั่มมากขึ้น การใช้แบบเลือกสรร:เซรั่มลูกวัวใช้ในการเพาะเลี้ยงเซลล์ในกรณีที่ไม่จำเป็นต้องมีปริมาณปัจจัยการเจริญเติบโตของ FBS สูง หรือในกรณีที่จำเป็นต้องใช้โปรตีนหรือแอนติบอดีเฉพาะจากเซรั่ม |
| เซรั่มโคโตเต็มวัย | จากวัวที่มีอายุมากกว่า 12 เดือน | เนื้อหาปัจจัยการเจริญเติบโตต่ำ:ซีรั่มโคโตเต็มวัยมีระดับปัจจัยการเจริญเติบโตที่ต่ำกว่าอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับ FBS และมีประสิทธิภาพน้อยกว่าในการส่งเสริมการเจริญเติบโตของเซลล์ ระดับแอนติบอดีสูง:ระบบภูมิคุ้มกันของวัวโตเต็มวัยจะพัฒนาเต็มที่ ส่งผลให้มีระดับแอนติบอดีในซีรั่มสูงขึ้น การใช้งานเฉพาะทาง:ซีรั่มโคโตเต็มวัยไม่ค่อยถูกใช้ในเพาะเลี้ยงเซลล์ทั่วไป แต่สามารถใช้ได้ในแอปพลิเคชันเฉพาะที่การมีแอนติบอดีหรือโปรตีนบางชนิดจะเป็นประโยชน์ |
ทำไม FBS จึงเป็นเซรั่มที่ถูกใช้แพร่หลายที่สุด?
FBS เป็นเซรั่มที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในการเพาะเลี้ยงเซลล์เนื่องจากมีปริมาณปัจจัยการเจริญเติบโตสูงและมีระดับแอนติบอดีต่ำ ทำให้เซรั่มนี้เหมาะสำหรับเซลล์หลายประเภท FBS ได้รับมาจากเลือดของทารกในครรภ์วัว ซึ่งจะใช้ได้ก็ต่อเมื่อพบวัวเพศเมียจำนวนหนึ่งที่ถูกฆ่าเพื่อนำเนื้อไปปรุงเป็นเนื้อและพบว่าตั้งครรภ์โดยไม่คาดคิด ทารกในครรภ์วัวเป็นผลพลอยได้จากอุตสาหกรรมเนื้อสัตว์ และเลือดของพวกมันจะถูกเก็บรวบรวมเพื่อผลิตเซรั่ม และทั่วโลกใช้ทารกในครรภ์วัวมากกว่าสองล้านตัวเพื่อผลิตประมาณ FBS 800,000 ลิตร.
องค์ประกอบของมัน ซึ่งได้รับอิทธิพลจากอาหารและสภาพแวดล้อมของหญิงตั้งครรภ์ ประกอบด้วยส่วนประกอบที่สำคัญ เช่น ปัจจัยการเจริญเติบโต ฮอร์โมน โปรตีน และแร่ธาตุ ที่มีความสำคัญต่อการเจริญเติบโตของเซลล์ การแพร่กระจาย การยึดเกาะ และการแยกตัว
อย่างไรก็ตาม เนื่องจากความต้องการ FBS ยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องและมีจำหน่ายจำกัดมากขึ้น ต้นทุนของ FBS จึงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องตลอดหลายปีที่ผ่านมา ความขาดแคลนนี้ทำให้บรรดานักวิจัยและอุตสาหกรรมต้องสำรวจทางเลือกอื่นๆ รวมถึงซีรั่มจากโคประเภทอื่นๆ แม้จะมีความพยายามเหล่านี้ แต่สิ่งสำคัญคือต้องตระหนักว่าซีรั่มจากโคทุกประเภทไม่เหมาะสำหรับเซลล์ทุกสายพันธุ์ ดังนั้น จึงมีความจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องทดสอบซีรั่มทางเลือกอย่างเข้มงวดกับเซลล์สายพันธุ์เฉพาะเพื่อประเมินผลกระทบต่อการเจริญเติบโตและลักษณะทางฟีโนไทป์ ตัวอย่างเช่น ศึกษา (รูปที่ 1) แสดงให้เห็นว่าซีรั่มลูกวัวแรกเกิดอาจไม่ใช่สารทดแทน FBS ที่มีประสิทธิภาพในการเพาะเลี้ยงเซลล์ศีรษะและคอ

รูปที่ 1: ซีรั่มลูกวัวแรกเกิดไม่ได้ให้เงื่อนไขที่เอื้ออำนวยต่อการเจริญเติบโตของเซลล์ศีรษะและคอ การแพร่กระจายของเซลล์ที่เพาะเลี้ยงในซีรั่มลูกโคแรกเกิด (NBCS) และซีรั่มลูกโค (CS) ที่ 72 ชั่วโมง แสดงให้เห็นเป็นอัตราส่วนการแพร่กระจายของเซลล์ที่สัมพันธ์กันใน FBS (1.0 เท่า) ข้อมูลระบุค่าเฉลี่ยของสามซ้ำ (ค่าเฉลี่ย ± ค่าเบี่ยงเบนมาตรฐาน) *:p<0.001 เมื่อเปรียบเทียบกับเซลล์ที่เพาะเลี้ยงใน FBS NBCS-G: Gibco NBCS; NBCS-H: HyClone NBCS
เครดิต: Fang CY et. al., doi: 10.1371 / journal.pone.0178960
ทำซ้ำภายใต้ สัญญาอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์
เมื่อพิจารณาถึงความท้าทายเหล่านี้ การทำความเข้าใจความแตกต่างเล็กน้อยของซีรั่มโคประเภทต่างๆ และการใช้งานเฉพาะของซีรั่มเหล่านั้นจึงมีความสำคัญต่อการเพาะเลี้ยงเซลล์ที่ประสบความสำเร็จ FBS ยังคงเป็นมาตรฐานทองคำเนื่องจากมีองค์ประกอบที่หลากหลายและความหลากหลายที่ไม่มีใครเทียบได้ ทำให้เป็นตัวเลือกที่ต้องการสำหรับเซลล์ประเภทต่างๆ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากสาขาการเพาะเลี้ยงเซลล์ยังคงพัฒนาต่อไป การพิจารณาและการทดสอบซีรั่มทางเลือกอย่างรอบคอบจึงมีความจำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่าสามารถใช้งานร่วมกับสายเซลล์เฉพาะได้ และเพื่อรักษามาตรฐานสูงที่จำเป็นสำหรับผลลัพธ์การทดลองที่ประสบความสำเร็จ
FBS ผลิตอย่างไร?
การผลิต FBS เกี่ยวข้องกับขั้นตอนที่ได้รับการควบคุมอย่างเข้มงวดหลายขั้นตอน:

รูปที่ 2: FBS ผลิตอย่างไร.
เครดิต: https://serumproducts.eu/what-is-serum/
- คอลเลกชัน: โดยทั่วไปแล้ว FBS จะได้รับจากตัวอ่อนของวัวที่ตั้งท้องที่ถูกเชือด โดยมักไม่มีความรู้เรื่องการตั้งครรภ์มาก่อน
- การทำหมันและการเก็บเลือด: ทำการทำหมันทารกในครรภ์และเก็บเลือดไว้ในสภาพแวดล้อมที่ปลอดเชื้อ
- แข็งตัว: เลือดจะถูกเก็บไว้ในบรรจุภัณฑ์ที่ปลอดเชื้อและแช่เย็นเพื่อกระตุ้นการแข็งตัว ซึ่งจะทำให้ได้ซีรั่มที่มีความบริสุทธิ์สูง
- การหมุนเหวี่ยง: ซีรั่มสีเหลืองใสจะถูกแยกด้วยวิธีปั่นเหวี่ยง โดยจะแยกส่วนประกอบของเซลล์และปัจจัยการแข็งตัวของเลือดออกไป
- การจัดเก็บ: เซรั่มจะถูกแช่แข็งจนกว่าจะผ่านกระบวนการต่อไป
- กรอง: ซีรั่มจะถูกรวมและกรองผ่านห่วงโซ่การกรองสามชั้นขนาด 0.1 μm และอาจผ่านการฉายรังสีแกมมาเพื่อทำให้ปราศจากเชื้อ
- บรรจุภัณฑ์และการติดฉลาก: ซีรั่มถูกบรรจุอย่างปลอดเชื้อ ติดฉลาก และแช่แข็งเพื่อใช้ในห้องปฏิบัติการ
ขั้นตอนเหล่านี้จะช่วยให้มั่นใจถึงคุณภาพของเซรั่มและลดการย่อยสลายของส่วนผสมออกฤทธิ์ทางชีวภาพซึ่งจำเป็นต่อการเจริญเติบโตของเซลล์
แล้ว FBS คือเหมือนกับ FCS หรือไม่?
คำว่า “Fetal Calf Serum” (FCS) เป็นคำที่ใช้ไม่ถูกต้องและไม่ควรใช้แทนคำว่า “Fetal Bovine Serum” (FBS) โดยคำว่า fetus หมายถึงสัตว์ที่ยังไม่เกิดซึ่งยังอยู่ในครรภ์ ส่วนคำว่า calf หมายถึงลูกวัวที่เพิ่งเกิด ดังนั้นคำว่า “fetal calf” จึงเป็นคำศัพท์ที่ไม่ถูกต้อง คำที่ถูกต้องคือ Fetal Bovine Serum (FBS) ซึ่งหมายถึงซีรั่มที่ได้จากเลือดของลูกวัว
ความสับสนระหว่าง FBS และ FCS อาจเกิดจากการใช้งานคำศัพท์เหล่านี้ในอดีตหรือจากความเข้าใจผิดเกี่ยวกับระยะพัฒนาการของโค อย่างไรก็ตาม การใช้คำศัพท์ที่ถูกต้องถือเป็นสิ่งสำคัญ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ที่ความแม่นยำและความถูกต้องเป็นสิ่งสำคัญที่สุด
FBS Origin บางแห่งมีคุณภาพดีกว่าที่อื่นหรือไม่?
แนวคิดที่ว่า FBS จากภูมิภาคทางภูมิศาสตร์ใดภูมิภาคหนึ่งดีกว่าเป็นความเข้าใจผิดโดยทั่วไป ในความเป็นจริง แหล่งกำเนิดของ FBS ไม่ได้กำหนดคุณภาพหรือประสิทธิผลในการเพาะเลี้ยงเซลล์โดยเนื้อแท้ ประสิทธิภาพของ FBS ได้รับอิทธิพลจากความเข้ากันได้กับสายเซลล์เฉพาะมากกว่าแหล่งที่มา
FBS ถูกเก็บรวบรวมทั่วโลก โดยมีศูนย์กลางการผลิตหลักในประเทศต่างๆ เช่น สหรัฐอเมริกา ออสเตรเลีย นิวซีแลนด์ อเมริกาใต้ และบางส่วนของยุโรป แม้ว่าภูมิภาคเหล่านี้อาจมีความแตกต่างกันในแนวทางการเลี้ยงวัว สภาพแวดล้อม และกฎระเบียบด้านการเกษตร แต่ปัจจัยเหล่านี้ไม่ได้ส่งผลให้คุณภาพของ FBS แตกต่างกันอย่างสามารถวัดได้ ความแตกต่างในองค์ประกอบของซีรั่มในภูมิภาคหนึ่งๆ มักมีความสำคัญพอๆ กับความแตกต่างระหว่างภูมิภาค
สิ่งที่สำคัญอย่างแท้จริงคือ FBS ชุดใดชุดหนึ่งช่วยสนับสนุนการเติบโตและการมีชีวิตของเซลล์สายพันธุ์เฉพาะที่ใช้ในการวิจัยของคุณได้ดีเพียงใด เซลล์สายพันธุ์ต่างๆ มีความต้องการเฉพาะตัวและอาจตอบสนองต่อปัจจัยการเจริญเติบโต โปรตีน และส่วนประกอบอื่นๆ ที่มีอยู่ใน FBS แตกต่างกัน เซลล์ชุดที่ทำงานได้ดีเป็นพิเศษสำหรับเซลล์สายพันธุ์หนึ่งอาจไม่มีประสิทธิภาพสำหรับเซลล์สายพันธุ์อื่น แม้ว่าเซลล์ทั้งสองชุดจะมาจากภูมิภาคเดียวกันก็ตาม
ความแปรปรวนนี้ทำให้ผู้วิจัยต้องทำการทดสอบแบบแบตช์อย่างเข้มงวด ก่อนที่จะใช้ FBS ในปริมาณมาก ถือเป็นแนวทางปฏิบัติมาตรฐานในการทดสอบหลายๆ แบตช์เพื่อระบุว่าแบตช์ใดให้การสนับสนุนที่ดีที่สุดสำหรับงานเพาะเลี้ยงเซลล์ที่ต้องการ กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการประเมินปัจจัยต่างๆ เช่น อัตราการเติบโตของเซลล์ ความสามารถในการมีชีวิต สัณฐานวิทยา และฟังก์ชันเฉพาะของเซลล์ นักวิจัยสามารถปรับให้ผลลัพธ์จากการเพาะเลี้ยงเซลล์เหมาะสมที่สุดได้ โดยเลือกแบตช์ที่เข้ากันได้ดีที่สุดอย่างระมัดระวัง ทำให้สามารถทำซ้ำได้และมีความสม่ำเสมอในการทดลอง
เหตุใดราคาของ FBS จึงแตกต่างกันเช่นเดียวกับตลาดหุ้น?
ตลาดโลกสำหรับเซรั่มวัวตัวอ่อน (FBS) ประสบกับความผันผวนอย่างมากในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ซึ่งสะท้อนถึงความผันผวนของตลาดหุ้น ปัจจัยหลายประการ ตั้งแต่แนวทางการเลี้ยงวัวที่เปลี่ยนไป ไปจนถึงข้อกังวลด้านจริยธรรมและกฎระเบียบ ส่งผลให้มีอุปทานตึงตัวและราคาสูงขึ้น
อุปทานและอุปสงค์ของ FBS ทั่วโลก
ปัจจัยสำคัญประการหนึ่งคือต้นทุนเนื้อและลูกวัวที่เพิ่มขึ้น ซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงในแนวทางการเพาะพันธุ์วัว เทคนิคการเพาะพันธุ์ที่ได้รับการปรับปรุงทำให้การผลิตวัวมีประสิทธิภาพมากขึ้น ส่งผลให้วัวที่ตั้งท้องถูกส่งไปฆ่าน้อยลง ความก้าวหน้าเหล่านี้ส่งผลให้อุปทานของ FBS ลดลงโดยตรง นอกจากนี้ ความพร้อมจำหน่ายของ FBS ยังถูกจำกัดด้วยข้อกังวลด้านจริยธรรมและกฎระเบียบที่เกี่ยวข้องกับการเก็บซีรั่มจากตัวอ่อนสัตว์ รวมถึงมาตรฐานสวัสดิภาพสัตว์ที่เข้มงวดยิ่งขึ้นในหลายประเทศ
เพื่อแก้ไขปัญหาด้านอุปทานเหล่านี้ คอลเลกชัน FBS จึงได้ขยายไปยังภูมิภาคใหม่ๆ ตลอดหลายปีที่ผ่านมา รวมถึงประเทศต่างๆ ในอเมริกาใต้ ออสตราเลเซีย และบางส่วนของยุโรป ในช่วงแรก การขยายตัวนี้ช่วยทำให้อุปทานทั่วโลกคงที่ แต่ปัจจุบัน ทางเลือกในการจัดหา FBS จากภูมิภาคใหม่ๆ หมดลงเกือบหมดแล้ว ส่งผลให้โลกต้องเผชิญกับอุปทาน FBS ที่ลดลง โดยมีแหล่งจัดหาที่ตอบสนองความต้องการที่เพิ่มขึ้นได้น้อยลง
แม้ว่าอุปทานจะลดลง แต่ความต้องการ FBS ยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ซึ่งขับเคลื่อนโดยความก้าวหน้าอย่างรวดเร็วในสาขาการวิจัยที่ล้ำสมัย เช่น การวิจัยเซลล์ต้นกำเนิด การบำบัดด้วยเซลล์ และการพัฒนาวัคซีน สาขาเหล่านี้พึ่งพา FBS อย่างมากในฐานะส่วนประกอบสำคัญในการเพาะเลี้ยงเซลล์ เมื่อการวิจัยในสาขาเหล่านี้ขยายตัว ความต้องการ FBS คุณภาพสูงก็เพิ่มขึ้น ทำให้อุปทานทั่วโลกตึงตัวมากขึ้น
ความแตกต่างที่เพิ่มมากขึ้นระหว่างอุปทานและอุปสงค์ทำให้เกิดความไม่สมดุลระหว่างอุปทานและอุปสงค์ที่สำคัญในตลาด FBS ราคาของ FBS เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ทำให้ FBS เป็นทรัพยากรที่มีราคาแพงสำหรับนักวิจัยและห้องปฏิบัติการทั่วโลก นอกจากนี้ FBS ยังขาดแคลนซึ่งนำไปสู่ความกังวลเกี่ยวกับความยั่งยืนของการใช้งานในการวิจัย ทำให้หลายคนในชุมชนวิทยาศาสตร์มองหาทางเลือกอื่นๆ เช่น สื่อที่ปราศจากซีรั่มหรือสารทดแทนซีรั่มสังเคราะห์
ในขณะที่ตลาด FBS ทั่วโลกยังคงเผชิญกับแรงกดดันด้านอุปทานและอุปสงค์อย่างต่อเนื่อง เป็นที่ชัดเจนว่าชุมชนวิทยาศาสตร์ต้องปรับตัวให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้โดยนำแนวทางการเพาะเลี้ยงเซลล์ที่มีประสิทธิภาพและมีจริยธรรมมากขึ้นมาใช้ ซึ่งสิ่งนี้จะเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้แน่ใจว่าการวิจัยทางชีวการแพทย์จะก้าวหน้าต่อไปได้อย่างต่อเนื่องเมื่อเผชิญกับอุปทาน FBS ที่จำกัด
อ้างอิง
Fang CY, Wu CC, Fang CL, Chen WY, Chen CL การศึกษาเปรียบเทียบการเจริญเติบโตในระยะยาวของ FBS และทางเลือก FBS ในสายเซลล์ศีรษะและคอ 2017 สาย PLoS One 7 มิถุนายน 12;6(0178960):e10.1371 doi: 0178960/journal.pone.XNUMX
Lee DY, Lee SY, Yun SH, Jeong JW, Kim JH, Kim HW, Choi JS, Kim GD, Joo ST, Choi I, Hur SJ. บทวิจารณ์การวิจัยปัจจุบันเกี่ยวกับซีรั่มโคตัวอ่อนและการพัฒนาเนื้อสัตว์ที่เพาะเลี้ยง Food Sci Anim Resour. 2022 ก.ย.;42(5):775-799. doi: 10.5851/kosfa.2022.e46. Epub 2022 ก.ย. 1.






